冷连轧机模态测试研究何汝迎岳海龙邹家祥史小路摘要：针对宝钢2030mm冷连轧机高速运行中出现的振动问题，从现场测试和理论分析方面研究了自激振动的生成机理，影响因素及抑制措施．通过适当控制乳化液的浓度可消除颤振并提高轧制速度．关键词：冷连轧机；振动；生成机理；抑制；润滑ResearchonmodelandtestingofcontinuouscoldrollingmillHERu-yingYUEHai-long(ColdRollingDept.,BaoshanIron&Steel(Group)Co.,Shanghai200941,China)ZOUJia-xiangSHIXiao-lu(UniversityofScience&TechnologyBeijing,Beijing100083,China)Abstract:Inviewofthevibrationproblemof2030mmcontinuouscoldrollingmillwithhighrollingspeed,theforma-tionmechanism,influencefactorsandsuppressionmethodofself-excitedvibrationareanalyzedbasedonpractialtestingandtheoryanalysis.Theproblemcanberesolvedbypropercontrolemulsionconcentration,andwiththeresulttherollingspeedcanbeincreased.Keywords:continuouscoldrollingmill;vibration;formationmechanism;suppression;lubrication1概述带钢冷连轧机在高速轧制时的振动问题是国内外普遍存在的问题，直到目前尚未找出圆满的解决办法，成为国际上尚待解决的难题．宝钢从德国西马克引进的2030mm5机架冷连轧机也存在上述问题．为此，宝钢冷轧部与北京科技大学联合，针对该轧机高速运行中出现的振动问题，从现场测试和理论分析等方面进行了研究．2综合测试为了探明轧机振动的特性、振源及主要影响因素，对轧机5个系统46个参数做了全面的普查性同步诊断，共测到振动信号17次，其共性是振动频率为124Hz．通过这次大规模综合测试，首先排除了一部分与振动无关的因素：（1）通过低速常规轧制发现，在带钢咬入及甩尾过程中没有出现有规律的振动信号．因此，该轧机不属冲击扭转振动．（2）在空车压靠和增速实验中，无论压靠力多大，轧制速度多高，甚至达到1500m/min,轧机也未出现振动现象．这说明振动不属于轧机机械系统本身的问题，也说明辊缝中有无轧件对轧机产生振动至关重要．（3）从液压控制信号和电气控制信号来看，在振动过程中，时域信号均未出现有规律的波动；从频率上看，两种信号均无124Hz的频率成分，这说明液压控制和电气控制与振动无关．（4）传动系统振动与垂直振动不相干．（5）振源不在地基和齿轮座．（6）轧件入口厚度波动信号不存在124Hz频率成分，从而找出了与振动关系密切的部位和因素：①上下工作辊、支承辊、机架横梁；②轧制力；③入口张力；④出口张力（是振动的结果，而不是振动起因)．由此可见q
振源集中在辊缝．辊缝的概念是一个耦合因素，是由工作辊辊面、轧件及轧制油膜构成的．而轧件的塑性变形过程在辊缝中实现，与轧制力、前后张力、摩擦力大小及波动、材料性能等有关．经对振动测试信号分析可以看出：（1）轧机系统的振动是发散的．（2）轧机振动振幅的增长形式呈指数增长的趋势，属典型的自激振动形态．（3）轧机系统的振动没有外部激励．（4）从轧制力、张力和工作辊运动之间的相位关系来看，彼此间的相位差为90°，是典型的工艺参数相互耦合形成能量输入的自激闭环系统．由综合测试可以得出：振动的性质为自激振动，振动频率为124Hz，振源在辊缝．3轧机自激振动形成机理及影响因素分析图1所示为自激振动系统的组成框图．由此可以看出，一个自激振动系统首先要有动力源，还要有振动系统──轧机垂直系统、调节系统──辊缝工艺参数相互耦合关系．调节系统的作用是将振动系统的交变运动转换为交变力，反馈到振动系统，而振动系统的振动又影响调节系统，由此相互作用构成了可从外部动力源吸取能量的闭环系统．除此之外，还要具备足够大的外部扰动，破坏系统的稳定性，才可激起振动．图1自激振动系统的组成框图所以，一个系统产生自激振动必须具备2个因素：①可以从外部吸取能量的自激闭环系统；②足够大的外部扰动．图2中的5条曲线示出自激振动的形成过程：图2轧机自激振动机理简图当轧机由于某种原因（如来料厚度不均、接头焊缝等）发生垂直谐振，如图